Production acellulaire de bactériophages
Les virus aident à combattre les bactéries résistantes aux antibiotiques
De plus en plus de bactéries deviennent résistantes aux antibiotiques. Les bactériophages constituent une alternative dans la lutte contre les bactéries : Ces virus attaquent des bactéries très particulières de manière très spécifique. Une équipe de chercheurs de Munich a mis au point une nouvelle méthode pour produire des bactériophages de manière efficace et sans risque.
Résumé graphique
Barth van Rossum / Clarafi
L'Organisation mondiale de la santé (OMS) considère les germes multirésistants comme l'une des plus grandes menaces pour la santé. Rien que dans l'Union européenne, 33 000 personnes meurent chaque année des suites d'infections bactériennes qui ne peuvent être traitées par des antibiotiques. Il est donc urgent de trouver des traitements ou des médicaments alternatifs.
Les bactériophages, ennemis naturels des bactéries, sont une solution prometteuse. Il existe des millions de types différents de ces virus sur terre, chacun d'entre eux étant spécialisé dans certaines bactéries. Dans la nature, les virus utilisent les bactéries pour se reproduire ; ils insèrent leur ADN dans la bactérie, où les virus se multiplient rapidement. Finalement, ils tuent la cellule et infectent d'autres cellules. Les bactériophages fonctionnent comme un antibiotique spécifique en attaquant et détruisant un type particulier de bactérie.
Des virus pour la santé
"Les bactériophages offrent un énorme potentiel pour la thérapie personnalisée et hautement efficace des maladies bactériennes infectieuses", observe Gil Westmeyer, professeur de génie neurobiologique à l'Université technique de Munich (TUM) et directeur de l'Institut de biomédecine synthétique à Helmholtz Munich. "Cependant, dans le passé, il n'était pas possible de produire des bactériophages de manière ciblée, reproductible, sûre et efficace - alors que ce sont exactement les critères décisifs pour la production réussie de produits pharmaceutiques."
L'équipe de recherche a maintenant mis au point une nouvelle méthode de production contrôlée pour créer des bactériophages à usage thérapeutique. La base de cette technologie a été établie par un groupe d'étudiants de la TUM et de l'Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU), qui a obtenu un prix lors du concours international de machines génétiquement modifiées (iGEM) de 2018. Ce groupe a ensuite donné naissance à la spin-off Invitris, qui développe actuellement une technologie de plateforme pour les médicaments à base de phages.
La pierre angulaire de cette nouvelle technologie, qui est déjà en cours de dépôt de brevet et qui est maintenant utilisée dans le cadre de nouvelles recherches à la TUM, est une solution nutritive spéciale dans laquelle les bactériophages se forment et se reproduisent. La solution nutritive consiste en un extrait d'E. coli et ne contient pas de cellules viables ; il s'agit d'une différence fondamentale par rapport aux méthodes précédentes de production de bactériophages, qui utilisaient traditionnellement des cultures cellulaires avec des souches de bactéries potentiellement infectieuses.
Dans les laboratoires de la TUM, l'équipe de Munich a maintenant pu démontrer la production ciblée de bactériophages dans la solution nutritive sans cellules : Le seul composant nécessaire est le génome - l'ADN pur - des virus souhaités. Le génome contient le plan complet de la formation des bactériophages. Lorsque l'ADN est injecté dans la solution nutritive contenant les composants moléculaires et les enzymes de la bactérie E. coli, les protéines s'assemblent conformément au plan : Des milliers de copies identiques sont générées en quelques secondes seulement. "Cette méthode de production est non seulement rapide et efficace, mais elle est aussi très propre - le processus élimine la contamination par des toxines bactériennes ou d'autres bactériophages, qui sont des complications possibles dans les cultures cellulaires", explique M. Westmeyer.
Des antibiotiques personnalisés
Mais la nouvelle solution nutritive acellulaire convient-elle réellement à la production de bactériophages qui pourraient être utilisés dans des thérapies individuelles ? Les chercheurs ont testé cette idée en collaboration avec l'hôpital de la Bundeswehr à Berlin : À partir d'un échantillon bactérien provenant d'un patient souffrant d'une infection cutanée résistante aux antibiotiques, l'équipe munichoise a recherché un nouveau bactériophage prometteur et isolé son ADN. Le phage a ensuite été produit dans une solution nutritive acellulaire et finalement utilisé pour combattre avec succès les bactéries multirésistantes.
Des archives génétiques pour les situations d'urgence
"Nos études prouvent la faisabilité d'une méthode acellulaire de production de bactériophages efficaces pour la médecine personnalisée, qui peut également être utilisée pour lutter contre les infections à germes multirésistants", déclare M. Westmeyer. Il ajoute qu'à l'avenir, la méthodologie pourrait idéalement être utilisée avec une archive génétique qui stockerait l'ADN des bactériophages concernés. En cas de besoin, ces archives pourraient être utilisées pour produire rapidement des bactériophages complets dans la solution nutritive, tester leur efficacité et ensuite appliquer les phages dans les combinaisons appropriées, explique Westmeyer, ajoutant que bien que ces travaux en soient encore au stade de la recherche fondamentale, la méthode présente néanmoins un potentiel pour les essais cliniques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Quirin Emslander, Kilian Vogele, Peter Braun, Jana Stender, Christian Willy, Markus Joppich, Jens A. Hammerl, Miriam Abele, Chen Meng, Andreas Pichlmair, Christina Ludwig, Joachim J. Bugert, Friedrich C. Simmel, Gil G. Westmeyer; "Cell-free production of personalized therapeutic phages targeting multidrug-resistant bacteria."; Cell Chemical Biology (2022).
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